5. Пневматические усилители

Пневматические усилители, так же как и гидравлические усилители, делятся на два класса: дроссельные и струйные. В последнее время струй­ные пневматические усилители получили довольно широкое распростра­нение в системах автоматического регулирования летательных аппаратов ввиду их малой массы и высокой надежности действия.

Дроссельные пневматические усилители. Усилители этого класса выпол­няют в виде однокаскадных или двухкаскадных устройств. На рис. V.19, а показана схема однокаскадного дроссельного пневматического усилителя типа сопло-заслонка. В этих усилителях применяются различного рода дроссели. Некоторые из них изображены на рис. V.19, б—г.

Для определения ститической характеристики пневматического дрос­сельного усилителя воспользуемся рис. V.19, а.

При докритическом истечении (т.е. при 0,528) уравнение расходов записывается в виде

(V.60)

где — соответствующие коэффициенты расхода газа; F₁, F₂ — про­ходные сечения постоянного и переменного дросселей; R — газовая постоян­ная; Т — температура газа; п — показатель политропы; g — ускорение свободного падения.

Если считать, что изменение проходного сечения переменного дросселя определяется зависимостью

(V.61)

Рис. V.I9. Схемы дроссельных пневматических усилителей

то (V.60) можно переписать в виде

(V.62)

Здесь введены следующие обозначения:

После несложных преобразований выражение (V.62) приведем к виду

(V.63)

По полученному уравнению на рис. V.20 построена зависимость . Данная зависимость определена при коэффициенте политропы п = 1,4 и

Струйные пневматические усилители. Схема простейшего струйного пневмоусилителя показана на рис. V.21, а. Воздух из струйной трубки / через приемные сопла 2 или 2' попадает к силовому цилиндру 5. Под дей­ствием перепада давления поршень 4 перемещает шток 3. Итак,

. (V.64)

Рис. V.20. Статическая ха­рактеристика однокаскадного пневматического усили­теля типа сопло-заслонка

Определяя значения P₂ и Рз по уравнению Бернулли, можно найти

где α — коэффициент потерь в струйной трубке; р₀ — давление, подавае­мое в струйную трубку; β — угол поворота струйной трубки.

С помощью выражения (V.65) можно определить статическую характе­ристику струйного пневматического усилителя. Соответствующая харак­теристика построена на рис. V.21, б. Она является нелинейной, и при пол­ном угле поворота β_max в усилителе обеспечивается наибольшее значение перепада давления.

Существуют и двухкасадные струйные пневматические усилители, име­ющие более высокие значения коэффициентов усиления по мощности. В по­следнее время в системах автоматического регулирования стали применять пневмогидравлические усилители. В них первым каскадом усиления явля­ется пневматический элемент, а вторым каскадом — гидравлический.